Soluciones para interconexión de redes analógicas y digitales: uso de modems, Apuntes de Sistemas de Transmisión

¡Descarga Soluciones para interconexión de redes analógicas y digitales: uso de modems y más Apuntes en PDF de Sistemas de Transmisión solo en Docsity!

Apunts de

Telemàtica 1

on

Parcial

1. Comunicacions mitjançant modems

Circuit de dades

El mitjà que interconnecta els dos equips terminals de control de dades típicament és la XTC (Xarxa Telefònica Commutada). Això presenta un problema, ja que tenim una xarxa analògica i unes dades a transmetre en format digital. És per això que apareix la solució del modem , nom que prové de modulador-demodulador.

Per definir un modem es pot dir que es tracta d’un dispositiu que transforma senyals digitals en senyals analògics per poder-los transmetre per la línia telefònica.

1.1. Interfície modem/terminal

Existeixen tres recomanacions segons al nivell que es refereix:

1. Nivell mecànic  ISO- Es refereix al tipus de connector a utilitzar, els pins, ... La majoria de modems fa servir un connector del tipus Cannon de 25 pins.

2. Nivell elèctric  V-

3. Nivell lògic i funcional  V- Recomanació que defineix el funcionament dels circuits d’enllaç perquè es pugui establir el diàleg terminal/modem.

ETD ETCD ETCD ETD

1 14

13 25

La recomanació existent per a la correcció d’errors és la V42 , la qual és un recull de dos procediments:

1. LAPM (Link Access Procedure for Modems), que està basat en HDLC (High- Level Data Link Control)
2. Nivell 4 dels protocols MNP (Microcom Networking Protocol)

1.4. Compressió de Dades

Pel que fa a la compressió de dades s’utilitza una codificació de Huffman adaptativa (MNP5), el qual assigna un símbol diferent a cada 8 bits.

La recomanació utilitzada és la V42bis , la qual utilitza taules de compressió dinàmiques, aconseguit major relació de compressió.

MNP5 V42bis Fitxer de text 1,77 2, Imatges 1’82 2’

1.5. Normalització dels modems segons la UIT-T

V22  síncron Velocitat: 1200bps Codificació: DPSK V22bis  síncron Velocitat: 1200/2400 bps Codificació: QAM V32  síncron Velocitat: 4800/9600 bps V32bis  síncron Velocitat: 14K V34  síncron Velocitat: 28K V90  inclou compressió de dades V92  inclou compressió de dades

1.6. Modems segons recomanació V22 / V22bis

V

Full-Duplex Línies XTC dedicades: 2 fils Transmissió síncrona Canals:

• Inferior  Centrat a 1200Hz
• Superior  Centrat a 2400Hz Modulació de cadascun dels canals  DPSK Velocitat de modulació  600 bauds Velocitat de transmissió:
• 600 bps  2DPSK
• 1200 bps  QPSK

V22bis

Velocitats: 1200 i 2400 bps Modulació QAM Negociació de la velocitat Compatible amb V

1.7. Modems segons recomanació V

Aquests tipus de modems inclouen:

• Cancel·ladors d’eco
• Codificació Trelllis Increment de la velocitat: 4800 i 9600 bps Transmissió síncrona Full-Duplex Modulació QAM a 2400 bauds utilitzant una portadora de 1800Hz Separació de canals de transmissió i recepció amb cancel·ladors d’eco Per tal de detectar quina és la qualitat de la línia de transmissió, s’envia una seqüència d’aprenentatge (Dial-Up) durant el handshaking inicial.

1200 bps 600 bps Fase 00 0 90 01 - 0 10 1 270 11 - 180

UpLink DownLink

UpLink i DownLink

• La resolució dels conversors A/D i D/A és molt elevada, de manera que es minimitza l’error de quantificació Si a aquesta recomanació se li afegeix compressió de dades es pot arribar a velocitats de 128 kbps. Algunes tècniques emprades són:
• MNP-5 (relació de compressió 2:1)
• V42bis (4:1)

Comparativa V32bis i v

V32bis V TIPUS DE MODEM

Modulació fixa Intel·ligència adaptativa

AMPLE DE

BANDA Fixa

Variable:

Banda emprada

BW Vm

600 - 3000 2400Hz 2400 bauds 350 - 3350 3000Hz 3000 bauds 300 - 3500 3200Hz 3200 bauds

RENDIMENT

14’4 kbps – 7’2 kbps 28’8 kbps^ –^ 2400 bps

1.9. Recomanació V

Velocitat de pujada: mateixa que V Velocitat de baixada: 56Kbps

1.10. Recomanació V92 (Modem estàndard)

Aprovada al novembre del 2000 Download Rate = 56 kbps Velocitat de pujada = 48Kbps o Codificació PCM Reducció establiment de la trucada Internet Call-Waiting o Desconnecta el modem el temps suficient per no perdre la connexió mentre s’atén una trucada

MOD

DEM

A/D

D/A

DEM DEM (^) SERV

(^12) (^3) ..... ..... ..... ..... ..... 30

(^12) (^3) … … … … … … 30

Modem V

Usuari (^) Central de Commutació

Usuari

Sinc/Seny

Línia DSL

Xarxa de Transport

2.1.1. Commutació de Circuits

En aquest tipus de tecnologia existeix un camí dedicat entre les dues estacions.

Un camí o path és la seqüència d’enllaços connectats entre nodes de la xarxa.

El transport d’informació es realitza en tres fases diferents:

1. Establiment del Circuit  s’estableix un circuit entres els dos extrems de comunicació. Exemple: Imaginem que el terminal A vol fer una comunicació amb el terminal D. - El terminal A envia una sol·licitud de comunicació cap al node N1 per a comunicar-se amb el terminal D. - El node N1 sap que per arribar a D ha d’enviar les dades al següent salt, que es decidirà per la informació d’encaminament del node. - El node N1 fa la reserva del canal. **2. Transferència de dades

3. Desconnexió del circuit**  Trencament de la connexió a causa de l’acció d’una de les dues estacions

Com a conclusió de la commutació de circuits cal recordar que la connexió s’estableix abans que la transmissió de dades comenci, i que quan s’estableix la connexió cal reservar la capacitat del canal demanada.

La commutació de circuit presenta un conjunt de problemes, com ara:

En comunicacions de dades, la línia està desocupada durant molta estona. La velocitat de transmissió és constant.

2.1.2. Commutació de Paquets

En la commutació de paquets, les dades es transmeten en paquets, de manera que si un missatge supera la mida d’un paquet, el missatge es fragmenta en diferents paquets.

Un paquet consisteix en les dades de l’usuari més una capçalera.

N

N

N N

N A

B

E

C

D

F

La commutació de paquets ofereix una sèrie de millores:

Augment de l’eficiència de la línia, ja que un enllaç es pot compartir per enviar varis paquets de manera dinàmica. Permet intercanvi de paquets a diferents velocitats. En commutació de circuits, si el tràfic augmenta, algunes trucades es bloquegen. En commutació de paquets, si el tràfic augmenta, es segueixen acceptant trucades, però el retard de transmissió augmenta. Es poden utilitzar prioritats, per tal de prioritzar algun tipus de tràfic davant d’altres tipus.

Es pot fer commutació de paquets de dues maneres diferents, orientat a connexió, i no orientat a connexió.

2.1.2.1. Orientat a Connexió

Es fixa una ruta prèvia a l’enviament dels paquets, aquesta ruta és el Circuit Virtual. El primer paquet que s’envia és el de petició de trucada. Cada paquet conté dades i un identificador del circuit virtual al qual pertany. Un cop establerta la ruta no calen decisions d’encaminament. Els paquets s’emmagatzemen a cada node i s’encua. És útil per transmissions de dades durant un període llarg de temps. Els paquets arriben de manera seqüencial al destí.

2.1.2.2. No Orientat a Connexió

També anomenat mode Datagrama. Cada paquet es tractat de manera independent a cadascun dels node de la xarxa. Els paquets amb el mateix destí poden seguir camins diferents. Els paquets poden arribar desordenats

Avantatges

En el mode Datagrama no hi ha la fase d’establiment de trucades. Útil per enviar pocs paquets. Permet una major flexibilitat , en cas de congestió es poden encaminar els paquets per zones menys congestionades. És més segur , ja que si un dels nodes de la xarxa falla, els següents paquets poden trobar un camí alternatiu.

2.1.3. Commutació de missatges

És molt semblant a la commutació de paquets però no hi ha fragmentació de les dades.

Els nivells 1-2-3 són nivells orientats a les comunicacions Els nivells 4-5-6 són nivells orientats al sistema (s’implementa als hosts) El nivell 7 és un nivells orientat a l’aplicació (s’implementa las hosts)

NIVELL 7: APLICACIÓ

Proporciona serveis distribuïts de xarxa als programes d’aplicació d’usuari :

• Transferència de fitxers
• Accés a arxius remots (directoris en xarxa)
• Serveis d’impressions
• Correu electrònic
• Emulació de terminals Proporciona a les aplicacions un mitjà per accedir a l’entorn OSI

NIVELL 6: PRESENTACIÓ

Proporciona als processos d’aplicació independència respecte a les diferències de la representació de les dades. S’ocupa de la representació de les dades a utilitzar pels dos processos d’aplicació corresponent. Aquest nivell defineix la sintaxi o el format de les dades que s’intercanviaran entre les aplicacions. S’encarrega de la compressió i la descompressió de les dades. Seguretat de les dades, xifrat i encriptació. Sol·licita l’establiment de les sessions interactuant amb el nivell 5.

NIVELL 5: SESSIÓ

No s’implementa sempre Estableix i manté les sessions amb la qualitat de servei requerida. Restableix la connexió a nivell de transport en cas que calgui.

NIVELL 4: TRANSPORT

Proporciona un transport de dades entre una màquina origen i una destí, independentment de la xarxa o xarxes que es facin servir. Proporciona procediments de recuperació d’errors i control de flux origen- destí. Aïlla als nivells superiors de la xarxa respecte al bloc de comunicació. Millora la qualitat del nivell de xarxa. Encarregat de proporcionar fiabilitat a l a connexió.

NIVELL 3: XARXA

Proporciona serveis d’encaminament i adreçament de missatges. Només té sentit quan la comunicació es fa mitjançant una xarxa de transmissió de dades.

NIVELL 2: ENLLAÇ

Proporciona serveis per establir, mantenir i acabar interconnexions entre dispositius de nivell 3. Controla l’accés al mitjà físic Garanteix una transferència fiable entre nodes col·laterals de l’enllaç.

NIVELL 1: FÍSIC

Defineix les característiques de connexió dels equips al mitjà en termes elèctrics, mecànics i funcionals. Permet la transmissió transparent del flux de bits entre entitats de nivell d’enllaç a través de connexions físiques,

2.2.2. Altres Arquitectures de Xarxa

SNA de IBM DNA de DEC XNS de XEROX TCP/IP de DARPA

• TCP Transport Control Protocol
• IP Internet Protocol
• DARPA Defense Advanced Research Project Agency

Aplicació Missatge Transport Packet Internet Datagrama Enllaç Frame

3. Xarxes Locals

En primer lloc cal definir una xarxa d’ordinadors, i és un sistema distribuït físicament en el que dos o més dispositius informàtics s’interconnecten a través d’un canal de comunicació per compartir recursos.

Una xarxa d’àrea local (LAN – Local Area Network) és una xarxa d’ordinadors amb unes característiques especials:

Distància de pocs quilometres Mitjà privat de comunicació, on no calen operadors públics La probabilitat d’error és petita, ja que les distàncies són curtes Els retards de transmissió són petits Possibilitat de connexió amb altres xarxes oferint molta flexibilitat

¡Tipus de xarxes:

LAN MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network)

Existeixen diferents criteris per classificar les LAN:

1. Topologia de la xarxa
2. Mitjà físic de transmissió
3. Mètode de transmissió
4. Protocol d’accés al mitjà

3.1. Topologies

Cal distingir entre topologia lògica i topologia física.

3.1.1. Topologia Física

Fa referència a la forma de connexionat físic dels dispositius.

Estrella

Hi ha un node central encarregat de coordinar la comunicació,

està força saturat a causa de que s’ha d’encarregar de tot el

tràfic. Si aquest node cau, tota l’estructura d’anell cau. Per a fer

aquesta configuració cal una quantitat de cable molt considerable.

Típicament el node central és un hub.

Una variant de la topologia d’estrella seria la topologia en estrella extesa :

Bus

Aquesta topologia permet una reconfiguració senzilla.

Anell

En canvi, aquesta topologia és de difícil reconfiguració, ja que cal trencar l’anell.

Estrella-Anell

Aquesta topologia és una mescla entre la topologia d’estrella i la d’anell.

3.2. Topologia Lògica

Fa referència a la forma de funcionament.

Bus

Aquesta topologia fa que qualsevol senyal emès per alguna de les estacions també és rebut per la resta de les estacions, de manera que tots reben la informació enviada per tots.

Existeixen diferents combinacions de les topologies:

Topologia física: Bus Topologia lògica: Bus Topologia física: Estrella Topologia lògica: Bus

Tipus de parells trenats:

UTP (Unshielded Twisted Pair)

• Parell Trenat no apantallat
• És molt sensible a les interferències
• La relació velocitat/distància no és gaire bona
• És el més barat
• Fàcil d’instal·lar
• Utilitza un connector RJ- STP (Shielded Twisted Pair)
• Parell Trenat apantallat
• Es pot utilitzar per a llargues distàncies
• Minimitza les interferències
• Afegeix molta atenuació

Categories dels parells de coure:

Categoria 3

• Permet velocitats de fins a 16 Mbps
• Fa una trena cada 7-10 cm Categoria 5
• Permet velocitats de fins a 100 Mbps
• Fa una o dues trenes per centímetre
• Preu elevat Categoria 5e
• Velocitats de 1 Gbps

Cable Coaxial

És un cable format per 4 capes:

En primer lloc té un nucli de coure Envoltat per un dielèctric Envoltat per una malla conductora I finalment per un recobriment de plàstic

Les característiques principals d’aquest cable son:

És car Bona relació velocitat/distància (10Mbps a 1Km) Bona immunitat al soroll Si augmentem la freqüència, augmenta l’atenuació

Es poden estudiar els cables coaxials segons el mode de transmissió:

Coaxial Banda Base

• Impedància de 50Ω
• Transmissió digital utilitzant codis de línia
• Velocitat: 10Mbps
• Nombre de connexions limitat a 100 Coaxial Banda Ampla
• Impedància 75 Ω
• Transmissió analògica utilitzant multiplexació en freqüència
• Nombre de connexions limitat entre 20 i 30

Fibra Òptica

Avantatges:

• Altes velocitats
• Gran immunitat al soroll i a les interferències
• Permet llargues distàncies sense repetidors (35 Km)

Desavantatges:

• Dificultat de connexió
• Alt preu del cable i l’equip

Tipus de fibres:

1. Multimode  Admet varis modes de propagació, es produeix reflexió total per a diferents angles de la llum d’entrada.
2. Monomode  Admet un únic mode de propagació, el tamany del nucli és molt menor i permet més distància que la multimode.

3.4.2. Mitjans No Acotats

Infrarojos Wireless Wifi